Lößnitzgymnasium
Steinbachstraße 21
01445 Radebeul
Anatomische Forschung
zur Darstellung der Vielfalt der
Wurzelkanalsysteme
Paula Arnold
Begleitlehrer: Frau Kahrs
Abgabetermin: 21.12.2012
2
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung....................................................................................................................... 3
2. Methode......................................................................................................................... 3
3. Ergebnisse...................................................................................................................... 7
3.1 Destruktive Methoden......................................................................................... 8
3.1.1 Per oculo............................................................................................. 8
3.1.2 Lichtmikroskopie................................................................................ 9
3.1.3 Korrosionsmethode........................................................................... 10
3.1.4 Aufhellungsmethode......................................................................... 10
3.1.5 Ausgussmethode............................................................................... 11
3.1.6 Rasterelektronenmikroskopie (REM)............................................... 11
3.1.7 Mikroradiographie (TMR)................................................................ 12
3.2 Non-destruktive Methoden................................................................................ 13
3.2.1 Zweidimensionales Röntgen............................................................. 13
3.2.2 Computertomographie (CT).............................................................. 14
3.2.3 Röntgenmikrotomographie (XMT)................................................... 15
3.2.4 Magnetresonanztomographie (MRT)................................................ 15
3.2.5 Dentale digitale Volumentomographie (DVT)................................. 16
3.3 Praktischer Teil: Darstellung und Gegenüberstellung verschiedener Methoden
zur Darstellung des Wurzelkanalsystems am extrahierten Zahn....................... 17
3.3.1 Non-destruktive Methoden............................................................... 17
3.3.2 Destruktive Methoden....................................................................... 20
4. Diskussion.................................................................................................................... 22
5. Schlussfolgerung.......................................................................................................... 26
6. Abbildungen................................................................................................................. 27
7. Literaturquellenverzeichnis.......................................................................................... 44
8. Internetquellenverzeichnis........................................................................................... 48
9. Danksagung.................................................................................................................. 49
10. Eigenständigkeitserklärung.......................................................................................... 50
3
1. Einleitung
Während der Erarbeitung der Studienarbeit mit dem Thema: „Von den ersten Versuchen einer
antimikrobiellen Therapie bis zur modernen Endodontologie“ wurde deutlich, welche
Bedeutung der Gefäßnervenstrang, die sogenannte Pulpa, unter anderem für die Entwicklung
des Zahnes und die Abwehr mikrobieller Angriffe auf den Zahn besitzt. Je nach
Entwicklungsstand des Zahnes hinterlässt die Pulpa ein Hohlraumsystem, das auch
Wurzelkanalsystem genannt wird. Mit dem Zutritt von Mikroorganismen aus der Mundhöhle
in den Zahn und der Besiedelung des Wurzelkanalsystems können sich verschiedene
pathologische Prozesse entwickeln, so dass nicht nur der Erhalt des betroffenen Zahnes,
sondern auch die Gesundheit des Patienten gefährdet ist.
Der Erkenntnisgewinn in der Zahnmedizin in der Anatomie des Zahnes war abhängig von der
Nutzung neuer technischer Entwicklungen und hatte damit Einfluss auf die Entwicklung von
diagnostischen und therapeutischen Verfahren und die schrittweise Abkehr vom Aberglauben.
Die Darstellung und Untersuchung des Wurzelkanalsystems nahmen in der Vergangenheit
und Gegenwart eine wichtige Bedeutung in der Ursachenforschung zu Erfolg und Misserfolg
einer zahnerhaltenden Therapie ein. Besonders hilfreich für die Erschließung des Themas
waren die Abhandlung „Endodontie: Rückblick und Ausblick“ sowie die Habilitationsschrift
„Die räumliche Darstellung des Endodonts“ von Michael A. Baumann (siehe Anhang).
Ziel dieser Arbeit ist es, Untersuchungsmethoden zur Darstellung des Wurzelkanalsystems
vorzustellen und Besonderheiten der einzelnen Verfahren an einem Experiment
herauszuarbeiten.
2. Methode
Die Arbeit gliedert sich in zwei Teile. Im ersten Teil wurden im Rahmen einer begrenzten
Literaturrecherche die einzelnen in der Vergangenheit und Gegenwart genutzten Verfahren
und Methoden zur Darstellung der Vielfalt von Wurzelkanalsystemen ermittelt. In die
Literaturrecherche wurden einzelne Lehrbücher der Zahnheilkunde verschiedener Jahrgänge
sowie deutsch- und englischsprachige Einzelpublikationen nach Auswahl des Fachbetreuers
aufgenommen.
4
Die Literaturrecherche im Internet unter www.pubmed.com wurde nur zu speziellen
Fragestellungen genutzt, da eine Abfrage zu den Stichworten: „root“ und „canal“ und
„anatomy“ eine unzureichende Eingrenzung bei 8355 Publikationen ermöglichte. Eine
Eingrenzung auf wesentliche Artikel ermöglichte die Hilfestellung der Redaktion des Journal
of Endodontics aus dem Jahr 2008.
Im zweiten Teil der Arbeit sollen ausgewählte Methoden an einem extrahierten Zahn zur
Veranschaulichung demonstriert werden. Dr. Frank Paqué aus der Universität Zürich Klinik
für Präventivzahnmedizin, Parodontologie und Kariologie stellte für diese Arbeit einen
extrahierten oberen Molaren zur Verfügung. Als Grund für die Extraktion kann die tiefe und
ausgedehnte Karies angenommen werden, die eine Erhaltung des Zahnes nicht mehr
ermöglichte (Abb. 1a-c). Das Alter und Geschlecht des Patienten sind unbekannt. Nach
Extraktion erfolgte die feuchte Lagerung und Desinfektion in einer 0,1%igen Thymol-
Lösung.
Vor Untersuchungsbeginn erfolgte die Vermessung der Wurzel- und Zahnlänge. Dabei wurde
die längste Distanz von der Wurzelspitze bis zur Höckerspitze gemessen, um diese mit den
abgebildeten radiographischen Dimensionen vergleichen zu können.
Als Untersuchungsmethoden kamen zur Anwendung:
1. Non-destruktive Verfahren
a) MikroCT-Aufnahme
b) Dentale digitale Volumentomographie (DVT)
c) Zweidimensionales Röntgen mit Kontrastmittel
2. Destruktive Methoden
a) Schliffpräparat Lichtmikroskop natives Präparat
b) Bruchpräparat Rasterelektronenmikroskop
In der Universität Zürich wurde durch Dr. Frank Paqué von dem Zahn bei 70 kV und 114 mA
eine MikroCt-Aufnahme (mCT 40, SCANCO MEDICAL, Brüttisellen, Schweiz) mit einer
isotropischen Auflösung von 16 mm angefertigt (Abb. 2). Aus den Rohdaten wurde der Zahn
dreidimensional rekonstruiert mit VGStudio Max 2.2 (Volumegraphics, Heidelberg). Die
typischen Bestandteile des Zahnes wurden farblich markiert, so dass die topographische
5
Beziehung des Wurzelkanalsystems zur Zahnwurzel und Zahnkrone ermittelt werden
konnten.
Die weitere radiologische Untersuchung erfolgte gemeinsam mit Dipl.-Stom. Arnold mit der
DVT (Veraviewpocs 3D, Morita) in einer auf Endodontie spezialisierten Zahnarztpraxis in
Dresden (Abb. 3). Der Zahn wurde dazu mit Wachs auf einer Auflage fixiert, so dass eine
verwacklungsfreie Aufnahme möglich wurde. Die Aufnahme wurde bei 60kV und 3 mA
angefertigt. Mithilfe der zugehörigen Software iDixel (Version 2.1.1.1, Morita, Japan) wurde
der Zahn aus den Röntgenrohdaten dreidimensional rekonstruiert und in drei Ebenen
schichtweise auf einem Befundmonitor angezeigt. Es erfolgte eine Vermessung der Länge
und Breite des Zahnes in der größten Ausdehnung.
Zur Vermessung wurde der Zahn auf dem Befundmonitor so ausgerichtet, dass das Ende der
Wurzelspitzen auf einer Ebene dargestellt werden konnte. In der axialen Ebene wurden 5
Schnittbilder von der Wurzelspitze bis zur Zahnkrone mit jeweils 2 mm Abstand für eine
vergleichende Darstellung als zweidimensionales Bild exportiert.
Die zweidimensionalen digitalen Ausgangsröntgenaufnahmen (Kodak 6000, Carestream) vom
ursprünglichen Zustand des Zahnes wurden in orthoradialer Projektion in Rechtwinkeltechnik
angefertigt (Abb. 4), um diese mit einer Röntgenkontrastaufnahme in gleicher Projektion
vergleichen zu können. Bevor die Wurzelkanäle kontrastverstärkend mit Edelstahlfeilen in
den Größen ISO 008 und 010 markiert werden konnten, war es erforderlich, den Zahn zu
trepanieren. Im Anschluss erfolgte nach Präparation der endodontischen Zugangskavität die
Darstellung der Wurzelkanaleingänge am Boden der Pulpakammer unter Sicht mit einem
Dentalmikroskop (ProErgo, Zeiss, Oberkochen)(Abb. 5). Mit Langschaftrosenbohrern (Drux,
Gummersbach) wurden während der trockenen rotierenden Präparation Dentinüberhänge vom
Sekundärdentin für einen geradlinigen Zugang zum koronalen Wurzelkanaldrittel in den
absteigenden Größen ISO 012, 008 und 006 entfernt (Abb. 6). Nach einer
ultraschallaktivierten Reinigung mit Natriumhypochlorid (NaOCl) in 5%iger Konzentration
wurden die dargestellten Wurzelkanäle mit einer K-Feile ISO 008 mittels passiven nach
apikal gerichteten Arbeitsdruck sondiert und auf vollständige Wurzelkanallänge erschlossen
bis die Feile am Ende des Wurzelkanals sichtbar war. Mit den eingelegten kontrastgebenden
Wurzelkanalinstrumenten wurde eine erneute Röntgenaufnahme in Rechtwinkeltechnik
angefertigt (Abb. 7).
6
Für die weitergehende Untersuchung mit destruktiven Techniken wurde die endodontische
Zugangskavität mit Komposit Tetric evoflow (vivadent) in Säure-Ätz-Technik verschlossen.
Die Wurzelkanäle wurden vor dem Verschluss mit destilliertem Wasser aufgefüllt, um einem
Austrocknen des Dentins während der Kunststoffeinbettung vorzubeugen.
Die apikalen Foramen an allen drei Wurzeln wurden mit Wachs versiegelt. Im Anschluss
erfolgte die Einbettung in einen langsam chemisch polymerisierenden Kunststoff Spezifix 20
(...). Die Kunststoffeinbettung ermöglichte nach einer dreitägigen Aushärtung die Herstellung
von Schliffpräparaten (Abb. 8). Entlang der Zahnachse wurden von apikal in Richtung
koronal 5 Schliffpräparate hergestellt. Der Kunststoffblock wurde dazu in dem Accutom-50
(Struers) befestigt und unter Wasserkühlung rotierend mit einer 0,4 mm starken diamantierten
Scheibe in 5 Segmente mit jeweils 2 mm Dicke getrennt (Abb. 9 und 10). Die Scheiben mit
den Wurzelanteilen wurden bis zur weiteren mikroskopischen Untersuchung feucht gelagert.
Die mikroskopische Untersuchung der Schliffpräparate erfolge mit dem Lichtmikroskop
Leica MZ12 (Leica) bei 8-100facher Vergrößerung im Auflichtverfahren und wurde
fotografisch dokumentiert (Abb. 11). Zum Vergleich erfolgte eine Gegenüberstellung der
lichtmikroskopischen Beurteilung unter Verwendung eines Dentalmikroskops mit
Xenonbeleuchtung (ProErgo, Zeiss, Oberkochen), bei 25facher Vergrößerung im
Auflichtverfahren und unter Verwendung einer UV-Durchleuchtung.
Zur Anwendung des Rasterelektronenmikroskops wurden exemplarisch aus der dritten
Schnittebene die palatinale und die mesiobukkale Wurzelscheibe aus dem Kunststoff
herausgelöst. Damit die Wurzelkanaloberfläche auf mögliche Seitenkanäle oder Isthmen
untersucht werden kann, wurden die Proben auf Höhe des Wurzelkanals halbiert. Dazu
wurden jeweils Sollbruchstellen auf Höhe des zu beurteilenden Wurzelkanals durch das
seitliche Einschleifen einer Kerbe mit einem Diamant präpariert und im Anschluss mit einem
Spatel gebrochen (Abb. 12 und 13). Die Proben wurden im weiterführend für 1 Stunde in
5%iger Natriumhypochloridlösung gelagert zur Auflösung möglicher anhaftender
Weichgewebe und danach für 10 Minuten mit 10%iger Zitronensäure gespült zur Entfernung
von Schmierschichten auf der Wurzelkanalwand. Die weitere Lagerung erfolgte in 0,1%igen
Thymol-Lösung.
Die Untersuchung der Proben fand mit Dr. Richter aus der Poliklinik für Zahnärztliche
Prothetik am Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde der Universitätsklinik Dresden
7
am Rasterelektronenmikroskop (XL 30 ESEM, Philips, Eindhoven NL) (Abb. 14und 15) statt.
Durch die Nutzung eines Feuchtraummodus konnte auf eine kritische Punkttrocknung und
Gold-Palladium-Bedampfung der Proben verzichtet werden. Die Proben wurden auf dem
Objektteller mit einer Grafitmasse befestigt. Die Untersuchung erfolgte bei 20 kV und 1,2
mBar und bei 50 bis 1200facher Vergrößerung.
3. Ergebnisse
In der Wurzelkanalbehandlung besteht das Ziel, die nicht mehr erhaltungsfähige oder bereits
abgestorbene Pulpa als mögliches Substrat für Mikroorganismen zu entfernen und
Bedingungen zu schaffen, das Hohlraumsystem zu desinfizieren und gegen einen Neuzutritt
von Mikroorganismen abzudichten, damit der Zahn entzündungsfrei erhalten bleiben kann.
Der Erfolg einer Wurzelkanalbehandlung ist deshalb davon abhängig, in wieweit es gelingt,
das Wurzelkanalsystem vollständig mechanisch zu erschließen, um es so vorbereiten zu
können, dass es hinreichend gereinigt, desinfiziert und wieder verschlossen werden kann.
Aufgrund des physiologischen Alterns des Zahnes und den pathologischen Reizen auf den
Zahn verkleinert die Pulpa durch eine lebenslange Produktion von Dentin die Pulpakammer
und führt zu einer ständigen Verkleinerung und Verästelung des Wurzelkanalsystems, so dass
das Auffinden für den Zahnarzt erschwert wird.
Noch bis zum 18. Jahrhundert bestanden vereinfachte Vorstellungen von der Form und dem
Verlauf des Wurzelkanalsystems. So wurden Wurzelkanäle nur als konische Röhren
beschrieben.1 Carabelli (1844) gilt als erster Zahnarzt, der umfangreiche Studien zur
Anatomie Wurzelkanäle dokumentierte.2 Die Arbeit beschränkte sich jedoch nur auf die
Beschreibung der Anzahl und der groben Form von Wurzelkanälen. Für weitergehende
anatomische Forschungen wurden Schliffserien von Zähnen hergestellt und mikroskopisch
untersucht.3 Nachteilig für eine vollständige Beurteilung war der schliffbedingte Verlust an
Zahnhartsubstanz. Die zweidimensionale Untersuchung eines Schliffpräparates erforderte die
dreidimensionale Rekonstruktion des Wurzelkanalsystems für eine genaue Analyse.
Um die dreidimensionale Anatomie beschreiben zu können, fanden zwei verschiedene
Verfahren Verbreitung. Zum einen wurde der Versuch unternommen, das Hohlraumsystem
1 Vgl. Richter (1797), S. 134 2 Vgl. Baumann (1995), S. 10 3 Vgl. Black (1902) und Miller (1904)
8
mit Metallen auszugießen und den Zahn chemisch aufzulösen, um die Dreidimensionalität
erfassen zu können. Eine zerstörungsfreie Methode untersuchte der Leipziger Anatomie-
Professor Spalteholz 1908 an Gefäßen des Herzens. Diese neue Methode über das
„Durchsichtigmachen menschlicher und tierischer Päparate“ beschrieb er erstmals 1911.
Diese sogenannte Aufhellungsmethode war einfach im Verfahren und damit geeignet auch
größere Zahlen an zu untersuchenden Zähnen zu analysieren und findet bis heute noch
Anwendung in der zahnmedizinischen anatomischen Forschung. Bis zur Entdeckung der X-
Strahlen durch Röntgen im Jahr 1895 war die Untersuchung jedoch nur an extrahierten
Zähnen möglich und nicht am Patienten. Erste umfangreiche radiologische anatomische
Studien wurden erst durch Djerassi 1922 und Mueller 1933 vorgestellt. Auch in diesen
Untersuchungen bezogen sich die Arbeiten noch auf extrahierte Zähne. Jeder Zahn wurde
zumeist aus zwei Richtungen geröntgt. Auf die Röntgenbilder wurde der Zahn jeweils
zweidimensional abgebildet. Eine räumliche Darstellung des Wurzelkanalsystems war nicht
möglich. Erst mit der Entwicklung der Magnetresonanztomographie und der
Computertomographie gelang es, Zähne und Wurzelkanalsysteme dreidimensional zu
rekonstruieren. Die hohe Strahlenbelastung der Computertomographie erlaubte den Einsatz
am Patienten nur in seltenen Fällen, so dass eine anatomische Forschung ebenfalls nur auf
extrahierte Zähne begrenzt blieb.
Grundsätzlich lassen sich die Untersuchungsmethoden zur Darstellung der Vielfalt der
Wurzelkanalsysteme in destruktive und non-destruktive Methoden unterteilen.
3.1 Destruktive Methoden
Unter einem destruktiven Verfahren versteht man die Untersuchung an einem Zahn, bei
welchem die Integrität der Zahnhartsubstanz und des Wurzelkanalsystems zerstört werden
muss, um das Wurzelkanalsystem darstellen zu können.
3.1.1 Per oculo
Das Verfahren wird an extrahierten Zähnen bzw. während der zahnärztlichen Behandlung am
Patienten angewendet. Um die Anzahl und Lage der Wurzelkanäle zu bestimmen, wird der zu
behandelnde Zahn bis zur Pulpakammer geöffnet. Der Zahnschmelz und das Dentin werden
unter Wasserkühlung und unter Verwendung hochtouriger Antriebe (50000-200000 U/min)
9
mit kleinen Bohrern und Diamanten entfernt. Nach der mechanischen oder chemischen
Entfernung des Pulpagewebes wird die Pulpakammer gereinigt und unter Sicht mit dem
bloßen Auge auf das Vorhandensein von Wurzelkanälen untersucht. Während dieser Analyse
werden grazile Sonden zum Abtasten benutzt.
Am extrahierten Zahn kann aus der Form und Anzahl der Wurzeln die Anzahl von
Wurzelkanälen vermutet werden. Zur Abklärung des genauen Verlaufs und der Form des
Wurzelkanalsystems wurden weitergehende Verfahren nötig. In der zahnärztlichen
Diagnostik und Therapie werden am Patienten aktuell vermehrt Vergrößerungshilfen (Lupe,
Dentalmikroskop) genutzt, um die Wurzelkanalstrukturen auffinden zu können.4
3.1.2 Lichtmikroskopie
Während der deskriptiven mikroskopischen Betrachtung versucht man durch das Zerteilen
eines extrahierten Zahnes, die anatomischen Details freizulegen und darzustellen (Abb. 16).
Dabei gelten die Anfertigung von Zahnschliffen und -schnitten als älteste Methoden.5
Georg Carabelli stellte als erster 1831 Schliffpräparate im „Systematischen Handbuch der
Zahnheilkunde“ vor.6
Zur Anfertigung von Schliffpräparaten wurden die Zähne entweder mit feinen Sandpapieren
schichtweise reduziert oder mit Trennscheiben zerlegt. Die freigelegten Wurzelkanäle wurden
im Anschluss angefärbt.7
Das Herstellen von besonders dünnen für die Durchlicht-Mikroskopie geeigneten Präparaten
gelang erst nach dem Fixieren, Trocknen und einer anschließenden Entkalkung. Mit Hilfe der
Anfertigung von Serienschnitten nach Anfärbung mit den Farbstoffen Hämatoxillin-Eosin
erfolgten anatomische Studien des Wurzelkanalsystems und der Verzweigungen am Ende der
Wurzelspitze.8
4 siehe Studienarbeit (2012) 5 Vgl. Klimm, (2003), S. 42 6 Vgl. Carabelli (1844), S.207-230 7 Vgl. Loos (1909) und Barrett (1925) 8 Vgl. Black (1902), Rottenbiller (1918) und Skillen (1932)
10
3.1.3 Korrosionstechnik
Für die Herstellung von räumlichen Pulpapräparaten nutzte man seit Anfang des 20.
Jahrhunderts das Korrosionsverfahren. Dazu war es notwendig, den extrahierten Zahn und die
Pulpakammer zu öffnen, um das Wurzelkanalsystem mit einem fließfähigen Material
ausfüllen zu können. Preiswerk (1901) nutzte für diese Methode Woodsches Metall, welches
sich beim Erstarren ausdehnt und das Kanallumen abdichtet. Nach der Erkaltung des Metalls
wurde die Zahnhartsubstanz in Kalilauge aufgelöst.9 Übrig blieb der Ausguss des mit Metall
gefüllten Wurzelkanalsystems.
Da aber das Metall nicht bis in die kleinsten Verzweigungen eindrang, wurde nach
alternativen Materialien gesucht, um die Korrosionsmethode zu optimieren. So verwendete
Fischer (1907) Zelluloid zum Ausgießen.10 Feiler (1911) und Hess (1917) verbesserten die
Methode und testeten flüssiges Guttapercha, Kollodium, Kunstharz und Kautschuk.11 Zum
Auflösen der Zahnhartsubstanz verwendeten sie 50%ige Salzsäure.
Einen neuen Weg versuchte Türkheim (1923) indem er versuchte, das Pulpagewebe zu
fixieren und anschließend die Zahnhartsubstanz schonungsvoll und langsam mit 15%iger
Salpetersäure. Später wurden eingefärbte Polyestergießharze12 oder Silikon13 zur Markierung
des Wurzelkanalsystems verwendet.
3.1.4 Aufhellungsmethode
Anfang des 20. Jahrhunderts wurde eine neue Methode zur Darstellung anatomischer
Hohlräume entwickelt.14 Ähnlich wie bei der Korrosionsmethode wurde der Zahn bis zur
Pulpakammer trepaniert. Nach einer chemischen Auflösung der Pulpa wurden
kontrastgebende Färbemittel in das Wurzelkanalsystem eingefüllt (Abb. 17). Auf dem XXIV.
Kongress für Innere Medizin in Wiesbaden 1907 beschrieb Spalteholz erstmals die
Herstellung von transparenten Präparaten von Organen aber auch ganzen Tierkörpern und
9 Vgl. Preiswerk (1901) 10 Vgl. Klimm (2003), S. 42 11 Vgl. Baumann (1995), S. 11 12 Vgl. Skidmore (1971), Takahashi (1985) und Kishi (1989) 13 Vgl. Davis (1972) 14 Vgl. Krause (1909) und Spalteholz (1911)
11
Körperteilen. „Dabei wurden Hohlräume farblich markiert, so dass diese das transparente
Objekt hindurch in alle Richtungen dreidimensional zu sehen waren.“15
Während der 12-30stündigen Aufbewahrung des Zahnes in Karbolsäure, wurde dieser
durchsichtig und die meisten farblich markierten Strukturen konnten durch die Flüssigkeit
hindurch erkennbar gemacht werden. Um eine Verbesserung der Technik zu erzielen, wurden
verschiedene Färbeflüssigkeiten wie z.B. Gelatine und Zinnober oder Berliner Blau, sowie die
Injektion chinesischer Tinte und die anschließende Aufhellung in Benzol angewendet.16
3.1.5 Ausgussmethode
Mit der Ausgussmethode sollte der Mangel der durch Korrosion verlorengegangenen
Zahnhartsubstanz behoben werden. Barker (1969) verfuhr analog zur Korrosionsmethode und
füllte das Wurzelkanalsystem mit einem Epoxidharz auf. Bevor die Zahnhartsubstanz in Säure
aufgelöst wurde, wurde der Zahn in der Außenkontur mit Silikon abgeformt. Im Anschluss
wurde die im Epoxidharz abgebildete Pulpa in die Gussform aus Silikon zurückgesetzt und
mit durchsichtigem Kunststoff ausgegossen. Die Methode wurde zur Ausbildung von
Studenten in der Zahnmedizin weiter verbessert durch die Verwendung verschiedenfarbiger
Kunststoffe.17
4.1.6 Rasterelektronenmikroskopie (REM)
Das Rasterelektronenmikroskop ermöglicht mithilfe eines sehr fein gebündelten
Elektronenstrahls eine Oberfläche abzutasten. In der Zahnmedizin dient das REM der
Darstellung der äußeren Zahnkontur und der inneren Kanalform in hoher Auflösung und
starker Vergrößerung. Dabei wird bei einem REM eine Elektronenquelle verwendet. In einem
elektrischen Feld werden die Elektronen beschleunigt und anschließend durch eine
Elektronenlinse abgelenkt. Es erfolgt die Fokussierung auf das zu untersuchende Objekt.
Damit ein Zwischenbild auf der einfachen Brennweite entstehen kann, müssen die Elektronen
zwei Objektspulen durchlaufen. Im Anschluss daran werden die Elektronenwellen gestreut.
15 zit. Studienarbeit, S. 27, Vgl. Spalteholz (1911), S.3 16 Vgl. Moral (1914) und von Lenhossek (1922) 17 Vgl. Wakkerman (1975)
12
Wenn die Elektronen wiederholt an den Projektionsspulen abgelenkt werden, kann das Bild
durch Projektion auf einem Leuchtschirm erzeugt werden.18
Durch die viel kleinere Wellenlänge der Elektronen werden Details innerhalb der Zellorgane
auf Molekülebene sichtbar.19 Während ein Lichtmikroskop eine maximale Vergrößerung von
1.000 unter Verwendung einer Ölimmersionslinse erreichen kann, ist das
Rasterelektronenmikroskop in der Lage, eine 1.000.000fache Vergrößerung der Präparate zu
ermöglichen.
Wichtige Neuentwicklungen sind die Röntgenmikroanalyse, die digitale Bildspeicherung und
-verarbeitung, das Environmental Scanning Electron Microscope (ESEM), das eine Analyse
der zu untersuchenden Probe bei Umgebungsdruck zulässt.20
Das REM findet in der anatomischen Forschung Anwendung zur Beurteilung von
zusätzlichen feinen Wurzelkanälen21 oder Isthmen22. Aktuell verwendet man das REM vor
allem in der zahnmedizinischen Forschung, um zu überprüfen, inwiefern die
endodontologischen Therapieverfahren effektiv sind.23
4.1.7 Mikroradiographie (TMR)
Die transversale Mikroradiographie ist schon seit dem Jahre 1940 bekannt und ist auf den
Mediziner Thewlis zurück zu führen.24 Man versteht unter dem Prinzip der TMR25 „die
Messung der Absorption von monochromatischen Röntgenstrahlen durch eine
Zahnhartsubstanz (bzw. Knochenprobe) im Vergleich mit der Absorption eines Standards.“26
Durch die Weiterentwicklung von Angmar et al. 1963 konnten exakte und quantitativ
wertvolle Aussagen über den Mineralgehalt des Zahnschmelzes und des Dentins getroffen
werden. Notwendig ist dafür, dass besonders dünne und planparallele Zahnschliffe angefertigt
werden, die zwischen 80 und 150 µm dick sein müssen.27 Bei der Anfertigung von
18 Vgl. Bossek (2008), S. 115 19 Vgl. Gloede (1986), S. 180 20 Vgl. Flegler (1995) und Koch (2003) 21 Vgl. Koenigs (1974) 22 Vgl. Tam (2002) 23 Vgl. Metzger (2010), S. 697-702 und Rödig (2010) 24 Vgl. http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/784/pdf/Doktorarbeit.pdf, S. 9/10 25 heißt transversale Mikroradiographie 26 Vgl. http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/784/pdf/Doktorarbeit.pdf, S. 9/10 27 Vgl. http://edoc.ub.uni-muenchen.de/4766/1/Mueller-Stahl_Florian.pdf, S.18
13
Dentinschnitten muss die Dicke der einzelnen Elemente bis zu 200 µm betragen. Nun wird
die Probe mit Röntgenstrahlen untersucht, sodass anschließend die Mikroradiographien
hergestellt werden können, die auf einem Röntgenfilm dargestellt werden können.
Da die Technik der Mikroradiographie eine besonders hohe Auflösung besitzt, ist das
Verfahren sehr gut geeignet, morphologische Strukturen des Zahnes zu analysieren.
Saunders (1957, 1966) nutzte das Verfahren zur Darstellung der Blutgefäße in der Pulpa,
indem er Kontrastmittel in den Blutkreislauf applizierte. Mit der Darstellung des Gefäßnetzes
innerhalb der Pulpa gelang es gleichzeitig, die Anatomie des Wurzelkanalsystems
darzustellen.
3.2 Non-destruktive Methoden
Nichtdestruktive Verfahren sollen eine Untersuchung der Anatomie des Wurzelkanalsystems
unter vollständigem Erhalt des Zahnes ermöglichen. Damit können diese Verfahren
wiederholt angewendet werden, um beispielsweise vergleichend Therapieverfahren auf die
Wirksamkeit hin überprüfen zu können.
Damit sind nicht-destruktive Verfahren nicht nur für in-vitro-Untersuchungen sondern auch
für in-vivo-Untersuchungen am Patienten geeignet.
3.2.1 Zweidimensionales Röntgen
Die Entdeckung der Röntgenstrahlen und der Röntgentechnik 1895 durch Wilhelm Conrad
Röntgen28 war eine neue, entscheidende Entdeckung und für die Zahnmedizin von großer
Bedeutung. Es wurde erstmalig möglich, die Zähne der Patienten in vivo zu analysieren und
auf ihre Anatomie und Pathologie zu untersuchen. Von der Entdeckung der Röntgenstrahlen
bis zu ersten systematischen Röntgenuntersuchungen menschlicher Zähne vergingen noch
mehr als 20 Jahre. Erste Untersuchungen fanden aufgrund der noch hohen Expositionszeit nur
an extrahierten Zähnen statt.29
28 Vgl. Röntgen (1895), S. 1-10 29 Vgl. Djerassi (1922) und Mueller (1933)
14
Aktuell werden vor allem zur Verminderung der Strahlendosis digitale Röntgensensoren für
die intraorale Röntgenaufnahme am Patienten benutzt. Wie auch in der digitalen Fotografie
kommen dabei zwei unterschiedliche Detektorenarten zum Einsatz. Es werden CCD30 und
CMOS31 Detektoren oder PSP32 Detektoren verwendet.33 Während bei CCD Sensoren das
Bild schrittweise ausgelesen wird, erfolgt bei CMOS-Sensoren die Bildumwandlung sofort,
da die Transistoren sich unmittelbar am Pixel befinden.34 Die sogenannte Radiovisographie
wurde erstmalig von Moyen vorgestellt.35 Mit dieser Technik war es möglich, die Helligkeit
und den Kontrast der Röntgenbilder sofort am Computer nachzubearbeiten. Die Strahlendosis
je anzufertigender Röntgenaufnahme konnte auf 50-65% im Vergleich zu hochauflösenden
Zahnfilmen reduziert werden.36 Zusätzlich konnten nach einer Kalibrierung Längen und
Winkel direkt am Röntgenbild ausgemessen werden.37 Je nach Ausrichtung des
Röntgenstrahls erfolgt die Abbildung aller kontrastgebenden Körper- und Gewebeanteile auf
dem Sensor. Damit wird aus einem dreidimensionalen Objekt ein zweidimensionales Abbild
produziert, das durch den Zahnarzt dreidimensional interpretiert werden muss. Zur
Erleichterung der Interpretation werden im Einzelfall wiederholte Röntgenaufnahmen aus
unterschiedlichen Projektionsrichtungen erforderlich.38
3.2.2 Computertomographie (CT)
Im Gegensatz zur zweidimensionalen Röntgenaufnahme werden während einer umlaufenden
Bewegung der Röntgenröhre um den zu beurteilenden Körper bei der Computertomographie
Schnittbilder reproduziert und mit einem Computer dreidimensional digital rekonstruiert.
Hounsfield entwickelte 1969 erstmalig ein CT. Die erste CT-Aufnahme am Menschen wurde
1971 angefertigt.39 Aufgrund der geringen Auflösung und der langen Expositionszeit wurden
erste Versuche zur Untersuchung der Anatomie menschlicher Zähne erst im Jahr 1990
unternommen.40 Die Abbildungsqualität reichte zur Beurteilung der Wurzelkanalstrukturen
nicht aus. Erst 10 Jahre später erfolgte während einer retrospektiven Untersuchung an 100
30 Charge coupled device (CCD) 31 Complementary metal oxide semiconductor (CMOS) 32 Photostimulable detector (PSP) 33 Vgl. Grover (2012) 34 Vgl. http://www.itwissen.info/definition/lexikon/CMOS-Sensor-CMOS-sensor.html; zugegriffen am 16.12.2012 35 Vgl. Moyen (1986, 1989) 36 Vgl. Pharaoah (2009) 37 Vgl. Klimm (2003, 2011) 38 Vgl. Walton (1973) 39 Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Computertomographie; zugegriffen am 16.12.2012 40 Vgl. Tachibana (1990)
15
Dental CT-Aufnahmen eine Untersuchung zur Anzahl von Wurzelkanälen in oberen ersten
Molaren.41
3.2.3 Röntgenmikrotomographie (XMT)
Die Röntgenmikrotomographie ist eine modifizierte Methode der axialen
Computertomographie, die eine zerstörungsfreie Untersuchung von Zähnen ermöglicht.42
Dank der XMT ist die Analyse von mikrostrukturierten Proben möglich. Die Ortsauflösung
liegt bei 20 µm/Voxel43 bis 500 nm/Voxel. Die Schichtstärke von bis zu 12,5 µm ist im
Vergleich zu einem konventionellen CT mit etwa 1,5 mm deutlich kleiner.44 Die Anwendung
der Mikro-CT-Technik ist auf in-vitro-Untersuchungen von kleinen Proben begrenzt. In der
zahnmedizinischen Forschung wird das Verfahren zur Darstellung der Anatomie des
Wurzelkanalsystems genutzt45 und darüber hinaus zur Überprüfung der Effektivität
verschiedener Therapieverfahren im Rahmen der Endodontie.46 Dazu können mithilfe einer
Software MikroCT-Aufnahmen vor und nach der Therapie durch Überlagerung verglichen
werden, so dass bspw. Fehler in der Behandlung oder die Wirkungsweise verschiedener
Wurzelkanalinstrumente ermittelt und analysiert werden kann.47
3.2.4 Magnetresonanztomographie (MRT)
Entwickelt wurde die Technik der MRT von dem amerikanischen Forscher Lauterbur im
Jahre 1973. Die Idee bestand in der Nutzung magnetischer Gradientenfelder für eine
räumliche Zuordnung des Untersuchungsobjektes. Die MRT basiert auf der Rotation eines
Magnetfeldes, sodass unterschiedliche Projektionen der Probe entstehen. Diese Daten werden
nachfolgend ausgewertet und zu einem zwei- oder dreidimensionalen Bild errechnet.
Die Magnetresonanztomographie auch Kernspintomographie genannt, ist eine
röntgenstrahlenfreie Methode zur Darstellung der inneren Strukturen von den zu
untersuchenden Körpern. In der Zahnmedizin ist das Verfahren geeignet für die non-
destruktive Widergabe von dem Markorgan des Zahnes.48 Dabei nutzt man anstatt der
Röntgenstrahlen zwei starke Magnetfelder und Radiowellen. Die Grundlage dieser Technik
41 Rathi (2010) 42 Vgl. Klimm (2011), S. 36 43 Voxel heißt Volumenpunkt 44 Dowker (1997) 45 Grande (2012) 46 Peters (2000) und Paqué (2011) 47 Metzger (2011) 48 Baumann 1993 a und b
16
besteht in der Eigenschaft von Wasserstoffatomen, welche sich durch den Einfluss eines
Magnetfeldes ähnlich der Kompassnadeln in eine bestimmte Richtung ausrichten. Der Spin-
Effekt wird erreicht, indem man Radiowellen mit einer bestimmten Frequenz auf die
Wasserstoffatome der Probe lenkt, welche sich daraufhin beginnen zu drehen. Bei der
Beendigung des Impulses können sich die Atome wieder in ihren Ursprungszustand zurück
ausrichten. Der Magnetresonanztomograph kann nun die Impulse messen, welche abgegeben
werden, wenn sich die Atome wieder in ihren Normalzustand bewegen.49
Da die Pulpa als Weichgewebe mehr Wasserstoffatome besitzt als die Knochenstruktur
entstehen Unterschiede in der Impuls-Abgabe. Diese Unterschiede werden durch
Grauabstufungen während der Verarbeitung und Messung der Impulse analysiert und im
detailreichen Abbild dargestellt. Die Magnetresonanztomographie kann sowohl an
extrahierten Zähnen als auch am Patienten in vivo angewendet werden.
3.2.5 Dentale digitale Volumentomographie (DVT)
Mit der Einführung der dentalen digitalen Volumentomographie (DVT) in der Zahnmedizin
im Jahr 1998 besteht erstmals die Möglichkeit einer dreidimensionalen Bildgebung und -
auswertung mit einer im Vergleich zur Computertomographie deutlich reduzierten
Röntgenstrahlung.50 Die dentale digitale Volumentomographie ermöglicht eine
dreidimensionale radiographische Darstellung und Beurteilung von Hartgeweben bis zu einer
Größe von etwa 100 bis 120 µm. Die neue Art der Computertomographie (CT) nach dem
Prinzip der Rückprojektion wird für Problemstellungen in der Endodontie generell als
geeignetes diagnostisches Verfahren empfohlen. Im Vergleich zu CT-Aufnahmen ist die
effektive Dosis der Röntgenstrahlen moderner DVT-Geräte geringer, jedoch höher als die
konventioneller zweidimensionaler Röntgenaufnahmen. Mit Hilfe von DVT-Aufnahmen
lassen sich anatomische Besonderheiten hinsichtlich Wurzelform und Wurzelkanalanzahl
ermitteln. Präoperative differenzialdiagnostische Fragestellungen in Bezug auf das
Vorhandensein von Vertikalfrakturen, Perforationen oder Resorptionen können durch eine
DVT-Aufnahme erstmals mit größerer Sicherheit ermittelt werden. Mit der DVT steht ein
aussagekräftiges bildgebendes Verfahren für die Ermittlung des Behandlungserfolges zur
Verfügung, das auch als Grundlage für weitergehende epidemiologische Untersuchungen
dienen kann.
49 Vgl. http://www.gesund-durch.de/mrt-strahlenfreie-bilder-aus-dem-koerperinneren/; zugegriffen am 02.11.2012 50 Vgl. Mozzo (1998)
17
Anhand der dreidimensionalen Rekonstruktion lassen sich die Anzahl und der Verlauf der
Wurzelkanäle sowie anatomische Besonderheiten bestimmen.51
3.3. Praktischer Teil: Darstellung und Gegenüberstellung verschiedener Methoden zur
Darstellung des Wurzelkanalsystems am extrahierten Zahn
An nur einem extrahierten oberen ersten Molaren gelang es, verschiedene
Untersuchungsmethoden zur Darstellung des Wurzelkanalsystems anzuwenden. Die
Auswertung und Interpretation der Abbildungen erfolgte mit einem auf Endodontie
spezialisierten Zahnarzt.
Vor Beginn der Untersuchung wurde der Zahn aus verschiedenen Richtungen fotografiert
(vgl. Abb. 1a-c). An der klinischen Zahnkrone war an der hinteren Wand eine ausgedehnte
und an der vorderen Wand eine kleine kariöse Läsion (Abb. 1c) zu erkennen. Die tiefe Karies
und Zerstörung des Zahnes bis ehemals tief unter dem Zahnfleischrand kann als Grund für die
Extraktion angenommen werden. Ansonsten wies der Zahn keine Hinweise auf Frakturen
oder Risse auf und erschien für die weitergehenden Untersuchungen geeignet.
3.3.1 Non-destruktive Methoden
Zweidimensionales Röntgen
Ähnlich dem intraoralen Röntgen am Patienten, erfolgten die Röntgenaufnahmen in
Rechtwinkeltechnik und anschließend in der mesial- und distalexzentrischen Projektion (Abb.
18a-c). Im Gegensatz zur Anwendung beim Patienten fehlt hierbei die Überlagerung der
Zahnstruktur durch das Knochengewebe, so dass die Röntgenaufnahmen klar und
kantenscharf erscheinen. Je höher der Mineralgehalt der Zahngewebe, desto höher ist der
Widerstand für den Röntgenstrahl, wodurch die Gewebe auf dem Bild heller abgebildet
werden. Am hellsten stellt sich der Zahnschmelz dar, während das Wurzel- und
Kronendentin, sowie das auf der Wurzel aufliegende Zement radiographisch nicht zu
unterscheiden sind. An der äußeren Kontur der Zahnkrone, vom Übergang der Schmelz-
Zementgrenze (SZG) zum Wurzeldentin an der distalen Kronenwand, erscheint das Dentin
51 Vgl. Kottoor (2010), Lee (2011) und Matherne (2008)
18
weniger röntgenopak als das vergleichbare Gewebe. Auf der Aufnahme in
Rechtwinkeltechnik kommt es zu den größten Überlagerungen dentaler Strukturen, so dass
die Zahnhartsubstanzdefekte im Vergleich zu der distalexzentrischen Aufnahme weniger
deutlich erkannt werden können (vgl. Abb. 18a mit 18c). Im Inneren der Zahnkrone ist die
Ausdehnung der Pulpakammer etwa auf Höhe der SZG-Grenze erkennbar. Unter dem
offensichtlichen Einfluss der Karies erscheint die Pulpakammer an der hinteren Begrenzung
eingeengt, während in der vorderen Begrenzung die Pulpakammer normal ausgebildet ist.
Von der Pulpakammer sind jeweils zentral entlang der Wurzeln bis zur Wurzelspitze weniger
kontrastgebende Linien erkennbar. Diese sind zweidimensionale Projektionen des
dreidimensionalen Wurzelkanalsystems und erwecken den Eindruck eines gleichförmigen,
röhrenförmigen Hohlraums. An den Wurzelspitzen sind an allen Wurzeln Aufteilungen
erkennbar (Abb. 18a und b, Pfeile). Auf allen drei Projektionen entsteht der Eindruck, dass
jede Wurzel über einen Wurzelkanal verfügt. Aufgrund der digital verarbeiteten Bildgebung
gelingt es unter vergrößerter Betrachtung, weitere Verästelungen an der palatinalen und
distobukkalen Wurzel zu erkennen (Abb. 19a und b, Pfeile).
Die Weite der Pulpakammer und des Wurzelkanalsystems kann als ein Hinweis auf einen
jungen Patienten etwa im Alter von 18-25 Jahren interpretiert werden.
Mikrotomographie
Auf der Grundlage der Rohdaten von 1347 Einzelabbildungen während der
Mikrotomographie gelang am Computer eine dreidimensionale Rekonstruktion. Sowohl die
äußere plastisch rekonstruierte Kontur des Zahnes, als auch die an der hinteren Kronenwand
eingebrochene Karies erscheinen vollständig und identisch mit der Anatomie des natürlichen
Zahnes. Mithilfe der Software gelang es, die unterschiedlichen Grauwerte der
Röntgenaufnahmen farblich zu markieren, um das Wurzelkanalsystem in Beziehung zur
äußeren Kontur des Zahnes hervorzuheben (Abb. 20a und b). Auf der Wurzeloberfläche sind
die Zutrittsstellen der ehemaligen Nerv-und Blutgefäßversorgung erkennbar, die anatomisch
als Foramen apicale beschrieben werden (Abb. 20a, Pfeile). Bereits an diesem Präparat ist
aber erkennbar, dass sich die Foramen nicht immer an der Wurzelspitze befinden müssen. So
endet beispielsweise der zweite mesiobukkale Wurzelkanal etwa 5 mm vor der Wurzelspitze
(Abb. 20 a und b, schwarze Pfeile).
19
Anders als in der zweidimensionalen Röntgenaufnahme angenommen, befinden sich in der
mesiobukkalen Wurzel zwei von einander getrennt verlaufende Wurzelkanäle und in der
distalen Wurzel drei bereits im oberen Drittel sich wieder vereinigende Wurzelkanäle. Auch
zwischen den beiden mesiobukkalen Wurzelkanälen scheint eine Querverbindung zu
bestehen.
Für Schulungszwecke wurden die Röntgenbilder farblich so markiert, dass eine erleichterte
dreidimensionale Vorstellung des Wurzelkanalsystems möglich wird (Abb. 21). Aus 180
Einzelaufnahmen wurde ein Video im Format *.mp4 angefertigt, so dass der Zahn aus 360° in
der Drehung um die eigene Achse betrachtet werden kann.
Auf allen rekonstruierten Abbildungen ist bereits ein sehr differenziertes Wurzelkanalsystem
mit mehreren Verästelungen ausmachbar. Entsprechend dem Querschnitt der Wurzel sind die
Wurzelkanäle oval bis bandförmig und nur selten kreisförmig. Auf den axialen Schnittebenen
ist erkennbar, dass sich der Querschnitt der Wurzelkanäle über die gesamte Wurzellänge
mehrfach in der Form und Ausdehnung ändert. Auffällig ist ein Unterschied im
Kontrastverhalten um das Wurzeldentin. Das weniger mineralisierte Wurzelzement lässt sich
vom Dentin unterscheiden. Kleinste zusätzliche Wurzelkanäle sind andeutungsweise sichtbar
(Abb. 22a, Pfeile), die in der dreidimensionalen Rekonstruktion von der Software nicht
erkannt wurden (vgl. Abb. 21). Risse zwischen Wurzelzement und Dentin waren erfassbar
(Abb. 23, Pfeile).
Dentale digitale Volumentomographie
Nach der durch das Programm iDixel (Version 2.1.1.1, Morita, Japan) automatisch
dreidimensional rekonstruierten Daten wurde der Zahn vollständig abgebildet. Auf der
äußeren Kontur waren ebenso wie bei der MikroCT-Aufnahme die Ausdehnung der Karies
und die apikalen Foramen erkennbar (Abb. 24a). Auf dem axialen Schnittbild auf der Höhe
der mesialen und distalen Karies ist die Ausdehnung beider kariöser Läsionen bis zur
Pulpakammer zu sehen. Die helle Begrenzung markiert den am höchsten mineralisierten
Bestandteil der Zahnkrone, den Zahnschmelz. Im Dentin sind Hohlräume und Zonen
verminderter Mineralisation abgebildet (Abb. 24b). Auf den ausgewählten axialen
Serienschnitten sind die Kontur der Wurzel und die Anzahl der Wurzelkanäle sichtbar (Abb.
25). Im Vergleich zur Mikro-CT-Aufnahme sind Feinstrukturen wie z.B. Risse, Isthmen oder
zusätzliche kleinste Wurzelkanäle nicht zu erkennen.
20
3.3.2 Destruktive Methoden
Per oculo und Dentalmikroskop
Nach Abschluss der Präparation der endodontischen Zugangskavität gelang es unter Sicht mit
dem Dentalmikroskop, die Wurzelkanaleingänge darzustellen (vgl. Abb. 6a und b). In die
mesiobukkale Wurzel führte ein großer (MB 1) und ein zusätzlicher kleiner Wurzelkanal (MB
2). Das distobukkale Wurzelkanalsystem begann am Boden der Pulpakammer sehr breit mit
drei Wurzelkanälen, die über einen Isthmus miteinander in Verbindung standen. In Richtung
der palatinalen Wurzel ließ sich ein großer Wurzelkanal darstellen. Ein Isthmus zwischen den
beiden mesiobukkalen Wurzelkanälen war nicht zu erkennen.
Zweidimensionales Röntgen mit Kontrastmittel
Für einen geradlinigen und damit erleichterten Zugang der röntgenkontrastreichen
Wurzelkanalinstrumente aus Edelstahl in das Wurzelkanalsystem wurden an den
Wurzelkanaleingängen überlagernde Sekundärdentinschichten entfernt (Abb. 26 und 27).
Aufgrund der großen Weite des palatinalen Wurzelkanaleingangs wurde keine anatomische
Veränderung vorgenommen (Abb. 28).
Bei der Rechtwinkeltechnik (RWT) handelt es sich um die favorisierte Aufnahmetechnik
während einer Wurzelkanalbehandlung. Es soll während dieser Röntgenaufnahme ermittelt
werden, ob alle Wurzelkanäle aufgefunden wurden, welche Länge und welche Krümmung sie
aufweisen. Auf der zweidimensionalen unter optimalen Bedingungen ohne überlagernde
Knochenstrukturen hergestellten digitalen Röntgenaufnahme sind vier
Wurzelkanalinstrumente erkennbar (Abb. 7). Überlagerungsbedingt kann aber keine Aussage
darüber erfolgen, ob die mit den Instrumenten markierten Wurzelkanäle selbstständig
voneinander verlaufen. Ein Isthmus in der mesialen oder distalen Wurzel konnte nicht
ermittelt werden. Auch eine Aussage zur exakten Wurzelkanallänge oder Krümmung war
nicht möglich.
Eine zusätzliche mesiodistale Projektion wurde angefertigt für die getrennte Darstellung der
mesialen und distalen Wurzelkanäle (Abb. 29 und 30). Die Überlagerungseffekte der beiden
Wurzeln erschwerten eine eindeutige Zuordnung und Beurteilung, inwieweit alle
Wurzelkanäle aufgefunden wurden. Kleine Wurzelkanalaufteilungen an der Wurzelspitze
konnten nicht mehr eindeutig erkannt werden. Obwohl eine weitere Projektionsebene zur
21
Verfügung stand, war eine dreidimensionale Rekonstruktion des Wurzelkanalverlaufs nur
abzuschätzen, jedoch nicht zu rekonstruieren. Ebenso ließ sich die tatsächliche
Wurzelkanallänge allein mit dem Röntgenbild nicht bestimmen. Es bestand sogar der
Verdacht, dass der dargestellte Wurzelkanal MB 2 zu kurz mit den Kontrastkörpern
dargestellt wurde und der Wurzelkanal tatsächlich länger sei (Abb. 29 b, Pfeil).
Trotz genauer Kenntnis der Anatomie aus den Röntgenausgangsaufnahmen gelang es nicht,
alle Wurzelkanalaufteilungen an der Wurzelspitze mit den Kontrastkörpern darzustellen.
Schliffpräparat mit Lichtmikroskop
Mit der gewählten Methode gelang es, 5 Schliffpräparate im Abstand von jeweils 2 mm für
die weitergehende lichtmikroskopische Untersuchung herzustellen (vgl. Abb. 8-10). Die
Präparate wurden jeweils koronal in der Übersicht und in Ausschnittvergrößerungen
fotografisch dokumentiert (Abb. 31-54).
Ohne Anfärbung gelang es, am Hartgewebeschliff alle in den zuvor angewendeten Verfahren
gefundenen Wurzelkanäle und Hohlräume in großer Detailschärfe zu erkennen. Zusätzlich
konnten weitere endodontische Hohlräume (Abb. 39 und 40), Wurzelkanäle (Abb. 32-35, 54)
und Risse (Abb. 38 und 39) und Gewebeeinschlüsse (Abb. 48, 49 und 52) aufgefunden
werden.
Rasterelektronenmikroskop
In Vorbereitung auf die Untersuchung am ESEM wurden zwei Dentinproben aus der 3. Ebene
ausgewählt (Abb. 55) und aus der Kunststoffeinbettung mechanisch entfernt. Nach der
Anfertigung von Bruchpräparaten (vgl. Abb. 12 und 13) und der chemischen Reinigung des
Dentins gelang es, Mikrostrukturen des Pulpa-Dentin-Komplexes darzustellen. Die
mechanisch unbehandelte Oberfläche des Dentins im palatinalen Wurzelkanal erschien bei
500facher Vergrößerung rau und unregelmäßig (Abb. 56). Erst bei 1200facher Vergrößerung
waren unregelmäßige Dentinkanälchen ohne abgerissene Odontoblasten erkennbar (Abb. 57).
Innerhalb des mesiobukkalen Wurzelkanals befanden sich in Richtung des Isthmus
weichgewebige und hartgewebige Einlagerungen (Abb. 58). Auf der Bruchfläche des Dentins
waren trocknungsbedingte Risse des Dentins sichtbar. In der Tiefe ließen sich weiterhin
einzelne Odontoblastenfortsätze darstellen (Abb. 58). Zusätzliche Wurzelkanäle waren in den
ausgewählten Proben nicht vorhanden.
22
Vergleichende Darstellungen
Die mesiobukkale Wurzel wurde als Schliffpräparat unter der Sicht eines Dentalmikroskops
und eines Lichtmikroskops verglichen. Es konnten keine prinzipiellen Unterschiede erkannt
werden (Abb. 59-61). Einfluss auf die detailscharfe Darstellung feingewebiger Strukturen
hatte die Art der Beleuchtung. Während im Auflichtverfahren mit Xenonlicht Reflexionen zu
beobachten waren, gelang es mittels einer UV-Lampe und seitlicher Durchleuchtung die
Unterschiede der Transparenz im Dentin, der Wurzelkanäle, der Risse und der gewebigen
Einschlüsse darzustellen (Abb. 59-61 jeweils rechts oben). Ähnliche Ergebnisse wurden mit
einer Ringbeleuchtung und zusätzlicher seitlicher Durchleuchtung unter Verwendung eines
dunklen Untergrundes erzielt (Abb. 59-61 links unten). Dabei konnte die natürliche
Farbgebung des Dentins und des Wurzelzements erhalten bleiben.
Im Vergleich der histologischen Präparate zum zugehörigen Schnittbild des MikroCT fällt
eine deutlich größere Farbvielfalt in der Widergabe dentaler Strukturen auf. Gering
mineralisierte Gewebe innerhalb des Wurzelkanals, wie z.B. Weichgewebe sind auf der
MikroCT-Aufnahme nur zu vermuten, während sie im histologischen Präparat eindeutig zu
erkennen sind (Abb. 60 und 61, gelbe Pfeile). Feine Risse, die in der MikroCT-Aufnahme an
der Zementgrenze (Abb. 61, schwarzer Pfeil) abgebildet wurden, befanden sich ebenfalls im
histologischen Präparat. Umgekehrt waren Risse im stärker mineralisierten Dentin auf der
Mikro-CT-Aufnahme nicht erkennbar (Abb. 61, roter Pfeil).
4. Diskussion
Die anatomische Forschung gehört zur Grundlagenforschung in der Medizin. Die Ergebnisse
sind unter anderem wichtig für die erfolgreiche Anwendung und Entwicklung von wirksamen
Therapieverfahren in der Zahnmedizin.
Die Möglichkeiten zur Untersuchung der Anatomie des Wurzelkanalsystems erstrecken sich
von einfachen bis zu sehr aufwändigen Verfahren. Sie erfolgen zumeist an extrahierten
Zähnen im Rahmen von in-vitro- bzw. ex-vivo-Untersuchungen.
23
Mit der Habilitationsschrift von Hess im Jahre 191752 erfolgte der entscheidende Durchbruch.
Es wurde erstmals möglich nachzuweisen, dass sich das Wurzelkanalsystem altersbedingt
umbaut. Weiterhin konnte anschaulich gezeigt werden, dass der Wurzelkanal nicht nur aus
einem konischen Rohr besteht, sondern ein System von Kanälen aufweist, die gekennzeichnet
sind durch verschiedenartige Ramifikationen, Windungen und Verästelungen.
Die ersten umfangreichen Arbeiten unter Anwendung der Korrosionsmethode und
Schnitttechnik von Hess an 2800 extrahierten Zähnen verdeutlichte das Vorhandensein von
Markkanälen und wies verschiedene Häufigkeiten von Hauptkanälen, sowie die apikalen
Verzweigungen auf. Problematisch waren die methodentypischen Artefakte, die durch die
Wärmeeinwirkung begründet waren.53 Nachteilig ist zusätzlich, dass das Verhältnis zur
Außenkontur verloren geht und die Zerbrechlichkeit der Präparate höher ist.54 In
Abhängigkeit zur Fließfähigkeit der verwendeten Metalle, wurden nur Teile des
Wurzelkanalsystems abgebildet. Eine Differenzierung zwischen Artefakten und tatsächlich
abgebildeten Wurzelkanalstrukturen war nach Auflösung der Zahnhartsubstanz nicht mehr
zweifelsfrei möglich.55
Ein großer Vorteil der durch Spalteholz Anfang des 20. Jahrhunderts eingeführten
Aufhellungsmethode ist der Erhalt der Außenkontur des zu untersuchenden Objektes (vgl.
Abb. 17). Es können jedoch nur die Wurzelkanalanteile durch das transparente Dentin
dargestellt werden, die nicht mit Weich- oder Hartgewebe verschlossen oder blockiert sind,
damit das eingefügte Färbematerial alle kleinen Kanäle erreichen und markieren kann.
Während jeder Wurzelkanalbehandlung am Patienten muss der Zahn, welcher behandelt wird,
auf seine Anatomie vom Zahnarzt untersucht werden. Das hier in Anwendung kommende
Verfahren „per oculo“ verfügt über die geringste Auflösung, so dass Feinheiten des
Wurzelkanalsystems nicht erfasst werden können. Erst mit Unterstützung einer stark
vergrößernden Lupenbrille oder einem Dentalmikroskop gelingt es, ähnliche Darstellungen
des Wurzelkanalsystems zu ermöglichen, wie unter Laborbedingungen am histologischen
Schliffpräparat. Verbesserte optische Bedingungen könnten eventuell durch eine zusätzliche
Durchleuchtung des Zahnes mit Lichtwellen unterschiedlicher Wellenlänge erzielt werden,
52 Vgl. Hess (1917) 53 Vgl. Fischer (1911) 54 Vgl. Baumann (1995), S. 11 55 Vgl. Fischer (1911)
24
wie am Beispiel des experimentellen Einsatzes einer UV-Lampe im praktischen Arbeitsteil
(vgl. Abb. 59-61).
Während die meisten destruktiven Verfahren am Patienten ausscheiden, kommen zwei- und
dreidimensionale Röntgenverfahren am Patienten unterstützend zum Einsatz. Auf
zweidimensionalen Röntgenaufnahmen kommt es jedoch zu starken Überlagerungseffekten,
welche eine Interpretation der Röntgenbilder erschweren (vgl. Abb.7, 29 und 30). Je nach
Projektion werden die Wurzelkanalstrukturen überlagert, so dass eine zuverlässige Aussage
über die Anzahl nicht möglich ist. Zusätzlich ist die Interpretation vom Betrachter und von
seiner „Tagesform“ abhängig und gibt keine objektiven reproduzierbaren Informationen über
die Anzahl und den Verlauf der Wurzelkanäle.56
Dreidimensionale Röntgenaufnahmetechniken erscheinen für die Darstellung des
Wurzelkanalsystems am Patienten am besten geeignet zu sein.57 Nachteilig ist die im
Vergleich zu einer Einzelzahnaufnahme höhere Strahlenbelastung für den Patienten. Die
Anwendung der DVT ermöglicht eine dreidimensionale Darstellung der Zahn- und
Wurzelform bei gleichzeitiger Abbildung angrenzender knöcherner Strukturen.58
Endodontische Hohlräume können während der dynamischen Betrachtung ermittelt werden.59
Weiterhin kann die Länge des Zahnes und die der Wurzelkanäle besser ermittelt werden als
mit zweidimensionalen Röntgenaufnahmen.60 Feine Risse, kleinste Wurzelkanäle, Isthmen
sind jedoch nicht mit einer DVT erkennbar, wie dies auch im experimentellen Arbeitsteil
nachgewiesen wurde. Durch röntgenkontrastreiche bspw. metallische Füllungsmaterialien
innerhalb des Wurzelkanals entstehen Artefakte, die die Auswertung erschweren oder
unmöglich machen.
Erschwerend kommen zu der im Vergleich zum Mikro-CT geringeren Auflösung, die
während der mehreren Sekunden andauernden Aufnahme minimale Bewegung des Patienten
hinzu. Durch Atmung, Schluckbewegungen oder sonstige Bewegungen wird das
Auflösungsvermögen der Sensoren zusätzlich beeinträchtigt infolge der sogenannten
Bewegungsartefakte.61
56 Vgl. Goldmann (1972, 1974) 57 Vgl. Schulze (2009) 58 Vgl.http://www.dresden-zahnarzt.de/zahnarzt-leistungen/dentale-volumentomographie.php, zugegriffen am 19.12.2012 59 Vgl. Patel (2009) 60 Vgl. Schulze (2009) 61 Vgl. Barrett (2004)
25
Das hochauflösende Verfahren der Mikro-Computertomographie kann zurzeit noch nicht am
Patienten angewendet werden, da die Röntgenstrahlenbelastung und die Expositionszeit zu
hoch sind. Das Verfahren wird deshalb ausschließlich für experimentelle Untersuchungen
genutzt. Aufgrund der geringen Schichtstärke wird im Vergleich zu allen anderen
Röntgenaufnahmetechniken die beste und kontrastreichste Abbildung von
Wurzelkanalsystemen möglich. Trotz der hohen Auflösung, können aber nicht alle Details des
Wurzelkanalsystems abgebildet werden. Im Experiment scheint es nicht gelungen zu sein,
einen Riss im höher mineralisierten Dentin darzustellen (vgl. Abb. 61). Darüber hinaus erfolgt
die dreidimensionale Rekonstruktion anhand der Grauwerte der einzelnen Pixel, so dass eine
genaue Widergabe des Volumens nur näherungsweise erfolgen kann. Pulpagewebe kann auf
der Röntgenaufnahme nicht erkannt werden.
Als Standardverfahren für anatomische Studien haben sich histologische Verfahren bewährt.
Sie sind trotz hoch moderner Computer- und Röntgenverfahren noch nicht gleichwertig
ersetzbar.
Die Anfertigung von Zahnschliffen und –schnitten ist eine kostengünstige und detailgetreue,
jedoch methodisch zeitaufwändige Methode zur Darstellung der Anatomie.62 Hitze- und
trocknungsbedingte Rissbildungen können durch eine konsequente feuchte Lagerung
vermieden werden. Während der langwierigen mikroskopischen Auswertung war das
Austrocknen der Dentinproben jedoch nicht zu verhindern (Abb. 62). Zügiges Arbeiten kann
die Artefaktausbildung minimieren. Die Einbettung in Kunststoff und anschließende
Versiegelung von histologischen Dünnschliffen könnte die Artefaktbildung reduzieren.
Zur Darstellung kleinster Bestandteile des Wurzelkanalsystems empfiehlt sich die Nutzung
des REM und ESEM mit einer Auflösung von bis zu 0,4nm. Schließlich konnten im
experimentellen Arbeitsteil Dentinkanälchen und Odontoblastenfortsätze im Feuchtraum ohne
Goldbedampfung dargestellt werden. Jedoch erschwert die hohe Auflösung die Orientierung
auf dem zu untersuchenden Objekt und ist deshalb nur für Detailfragen zur
Wurzelkanalanatomie geeignet. Die Darstellung des gesamten Wurzelkanalsystems gelingt
mit dem REM nicht. Vielmehr müssen die Proben entlang des Wurzelkanalsystems
aufgebrochen werden, so dass herstellungsbedingte Artefakte nicht ausgeschlossen werden
können.
62 siehe Meyer (1955, 59, 63, 70) Wachserkonstruktion
26
Besonders geeignet ist das REM zur Prüfung der Wurzelkanaloberfläche auf mikrobielle,
chemische oder sonstige morphologische Veränderungen. Damit können Therapieverfahren
experimentell überprüft werden.
Die REM-Untersuchung unter Feuchtraumbedingungen ohne Hochvakuum ermöglicht die
Erforschung feuchter Proben ohne Volumenveränderung. Bei starker Vergrößerung und
längerer Beobachtung kann sich die Probe jedoch erwärmen und schließlich reißen.
Unter Verzicht auf Röntgenstrahlung ermöglicht die MRT die Darstellung des
Wurzelkanalsystems und der Weichgewebe ohne den Zahn zerstören zu müssen. Damit wäre
das Verfahren ideal für die Anwendung am Patienten. Aktuell ist die Auflösung aber nicht
ausreichend. Die Auflösung der Bilder ist bei den zurzeit üblichen Geräten auf etwa 1 mm
begrenzt.63 Die lange Zeit und die hohe Feldstärke für das Verfahren lassen eine Anwendung
für anatomische Untersuchungen am Patienten nicht zu.
5. Schlussfolgerung
Eine optimale Methode zur Ermittlung der Vielfalt der Wurzelkanalsysteme gibt es in der
bisherigen zahnmedizinischen Wissenschaft weder für in-vitro noch für in-vivo-
Untersuchungen. Jedes Verfahren birgt Vor- und Nachteile, die entsprechend der
erforderlichen anatomischen Fragestellung abgewogen werden müssen. Ein Erfassen aller
Details eines Wurzelkanalsystems ist am besten leistbar, indem man mehrere Methoden
durchführt und die Ergebnisse methodenkritisch vergleicht.
Für die Behandlung am Patienten empfiehlt sich die Verwendung optischer Vergrößerungen
zur Darstellung des Wurzelkanalsystems. Die Nutzung der dentalen digitalen
Volumentomographie stellt eine wichtige Erweiterung für die Ermittlung der tatsächlichen
Anatomie des Wurzelkanalsystems dar.
63 Vgl. http://www.gesundheit.de/medizin/untersuchungen/untersuchungsmethoden/magnetresonanztomographie-vor-und-nachteile, zugegriffen am 19.12.2012
27
6. Abbildungen
Abb. 1
Dr. Frank Paqué aus der Universität
Zürich am Mikro-Computertomographen
Abb. 2
Zahn 16 in a) okklusaler, b) bukkaler und
c) mesialexzentrischer Ansicht
Abb. 3
Dentale digitale Volumentomographie
mit Patient (Veraviewposcs 3 D, Morita)
Abb. 4
Zahn 16 auf zweidimensionaler
Röntgenaufnahme in Rechtwinkeltechnik
abgebildet
28
Abb. 5
Arbeit am Dentalmikroskop ProErgo
(Zeiss, Oberkochen)
Abb. 6
Zahn 16 nach Präparation der
endodontischen Zugangskavität
b) vergrößerte Darstellung der
Ausgangssituation mit den
Wurzelkanleingängen MB 1 und 2
Abb. 7
ZweidimensionaleRöntgenaufnahme mit
kontrastgebenden Instrumenten innerhalb
der aufgefundenen Wurzelkanäle
Abb. 8
SchematischeDarstellung zur Herstellung
der 5 Schliffpräparate am Zahn 16 nach
Einbettung in Kunststoff
29
Abb. 9
Herstellung der Schliffpräparate unter
Wasserkühlung im Accutom 50 (Strues)
Abb. 10
Fertige markierte und vermessene
Schliffpräparate
Abb. 11
Lichtmikroskop Leica mit Digitalkamera
Abb. 12
Vorbereitung des Bruchpräparates aus
der palatinalen Wurzel mit
Sollbruchstellen, roter Pfeil markiert
Untersuchungsrichtung mit REM
30
Abb. 13
Vorbereitung des Bruchpräparates aus
der mesiobukkalen Wurzel mit
Sollbruchstellen, roter Pfeil markiert
Untersuchungsrichtung mit REM
Abb. 14
Rasterelektronenmikroskop
Abb. 15
Gemeinsame Untersuchung der Präparate
mit Dr. Richter, Universitätsklinikum
Dresden
Abb. 16
Schliffpräparat Zahn 47 mit Darstellung
des Wurzelkanalverlauf
Abdruck mit freundlicher Genehmigung
Dipl.-Stom. M. Arnold
31
Abb. 17
Transparenter erster unterer Molar mit
farblich markierter Ausdehnung des
Wurzelkanalsystems
Abb. 18
Zweidimensionale digitale
Röntgenaufnahme in a)
Rechtwinkeltechnik, b)
mesialexzentrischer und c)
distalexzentrischer Projektion
Abb. 19
Ausschnittvergrößerung zur Darstellung
der apikalen Verzweigungen des
Wurzelkanalsystems mit mehreren
Foramen (Pfeile)
Abb. 20
Dreidimensional digital rekonstruierter
Zahn 16 auf der Grundlage der Mikro-
Computertomographie
32
Abb. 21
Verschiedene ausgewählte
Rekonstruktionen zur Darstellung als
Video
Abb. 22
Mikro-CT-Abbildung der palatinalen
Wurzel mit einem Hauptwurzelkanal und
mehreren zusätzlichen Hohlräumen
Abb. 23
Schnittebenen des MicroCT in der
Übersicht und als
Ausschnittvergrößerung mit erkennbaren
kleinsten Rissen und Wurzelkanälen
Abb. 24
a) Dreidimensionale Rekonstruktion der
Röntgendaten aus der dentalen digitalen
Volumentomographie (DVT)
b) Schnittbild mit erkennbaren
demineralisierten Zonen bis zur
Pulpakammer
33
Abb. 25
Ausgewählte Schnittbilder aus dem
Datensatz der DVT von koronal nach
apikal
Abb. 26
Vergrößerte Sicht mit Dentalmikroskop
der Wurzelkanaleingänge MB 1 und 2
a) Ausgang
b) nach vertiefender Präparation
Abb. 27
Vergrößerte Sicht mit Dentalmikroskop
der Wurzelkanaleingänge DB 1-3
a) Ausgang
b) nach vertiefender Präparation
Abb. 28
Vergrößerte Sicht mit Dentalmikroskop
des palatinalen Wurzelkanaleingangs
34
Abb. 29
a) Darstellung der aufgefundenen
Wurzelkanäle in der mesiobukkalen
Wurzel
b) vergrößerte Sicht auf scheinbar zu
kurzen Wurzelkanal MB 2 (Pfeil)
Abb. 30
a) Darstellung der aufgefundenen
Wurzelkanäle in der distobukkalen
Wurzel
b) vergrößerte Sicht auf den nicht
erfassten Abzweig an der Wurzelspitze
Abb. 31
Schliffpräparat 1, Übersicht, 8x
35
Abb. 32
Schliffpräparat 1, vergrößerte
Darstellung distobukkaler Wurzelkanal
und ein zusätzlicher Wurzelkanal (Pfeil),
25x
Abb. 33
Schliffpräparat 1, vergrößerte
Darstellung mesiobukkale Wurzelkanäle
mit einem zusätzlichen Wurzelkanal
(Pfeil), 25x
Abb. 34
Vergrößerte Darstellung des zusätzlichen
Wurzelkanals, 80x
Abb. 35
Schliffpräparat 1, vergrößerte
Darstellung palatinaler Wurzelkanal mit
einem zusätzlichen Wurzelkanal (Pfeil),
25x
36
Abb. 36
Schliffpräparat 2, Übersicht, 8x
Abb. 37
Schliffpräparat 2, vergrößerte
Darstellung distobukkal, 20x
Abb. 38
Schliffpräparat 2, vergrößerte
Darstellung distobukkal mit
verschiedenen Rissen parallel und
senkrecht zum Wurzelkanal (Pfeil), 50x
Abb. 39
Schliffpräparat 2, mesiobukkale Wurzel
mit verschiedenen Dentinrissen und
Wurzelkanälen, 16x
37
Abb. 40
Schliffpräparat 2, vergrößerte
Darstellung mesiobukkale Wurzel mit
verschiedenen Dentinrissen und
Wurzelkanal MB 2, 50x
Abb. 41
Schliffpräparat 2, palatinale Wurzel, 16x
Abb. 42
Schliffpräparat 3, Übersicht, 8x
38
Abb. 43
Schliffpräparat 3, distobukkale Wurzel,
20x
Abb. 44
Schliffpräparat 3, mesiobukkale Wurzel,
20x
Abb. 45
Schliffpräparat 3, palatinale Wurzel, 20x
Abb. 46
Schliffpräparat 4, Übersicht, 8x
39
Abb. 47
Schliffpräparat 4, distobukkale Wurzel,
25x
Abb. 48
Schliffpräparat 4, mesiobukkale Wurzel
mit MB 1 und weichgewebiger
Einlagerung, 25
Abb. 49
Schliffpräparat 4, vergrößerteDarstellung
mesiobukkale Wurzel mit MB 1 (Pfeil)
und MB 2
Abb. 50
Schliffpräparat 4, palatinale Wurzel, 20x
40
Abb. 51
Schliffpräparat 5, Übersicht, 8x
Abb. 52
Schliffpräparat 5, distobukkal mit zwei
Wurzelkanälen und Weichgewebe
(Pfeil), 32x
Abb. 53
Schliffpräparat 5, mesiobukkal mit einem
Wurzelkanal, 32x
Abb. 54
Schliffpräparat 5, palatinale Wurzel mit
zusätzlichem Wurzelkanal (Pfeil), 32x
41
Abb. 55
Schematische Darstellung der Entnahme
der Dentinproben für die REM-
Untersuchung
Abb. 56
REM-Ansicht auf palatinale
Wurzelkanalwand, 500x
Abb. 57
REM-Ansicht auf palatinale
Wurzelkanalwand, Dentin erscheint
durch Einwirkung der Zitronensäure
erosiv verändert, Dentintubuli
unregelmäßig, 1200x
Abb. 58
REM-Ansicht der mesiobukkalen
Dentinprobe mit Sicht in Richtung
Isthmus, Einlagerungen im Wurzelkanal,
50x
42
Abb. 59
Vergleichende Darstellung der
Schliffebene 2
a) Dentalmikroskop mit Xenonlicht
b) Dentalmikroskop mit UV-Licht
c) Lichtmikroskop mit Ringlicht
d) Vergleich MikroCT
Abb. 60
Vergleichende Darstellung der
Schliffebene 3
a) Dentalmikroskop mit Xenonlicht
b) Dentalmikroskop mit UV-Licht
c) Lichtmikroskop mit Ringlicht
d) Vergleich MikroCT
Weichgewebe (Pfeil)
Abb. 61
Vergleichende Darstellung der
Schliffebene 3
a) Dentalmikroskop mit Xenonlicht
b) Dentalmikroskop mit UV-Licht
c) Lichtmikroskop mit Ringlicht
d) Vergleich MikroCT
Weichgewebe (gelber Pfeil) Riss an
Zementgrenze (schwarzer Pfeil)
43
Abb. 62
REM-Aufnahme Bruchfläche
mesiobukkale Wurzel, Dentinrisse mit in
der Tiefe erkennbaren Dentinkanälen und
Odontoblastenfortsätzen (Pfeile), 350x
44
7. Literaturquellenverzeichnis ANGMAR B, CARLSTROM D, GLAS JE. Studies on the ultrastructure of dental enamel. IV. The mineralization of normal human enamel. J Ultrastruct Res. 1963 Feb;8:12-23. Barker BC, Lockett BC, Parsons KC. The demonstration of root canal anatomy. Aust Dent J. 1969 Feb;14(1):37-41. Barrett JF, Keat N. Artifacts in CT: recognition and avoidance. Radiographics 2004;24:1679-1691. Barrett MT. The internal anatomy oft he teeth with special reference tot he pulp and ist branches. Dent Cosmos 67, 581 (1925) Baumann MA, Gross D, Lehmann V, Zick K. [Magnetic resonance microscopy--new prospects for endodontics]. Schweiz Monatsschr Zahnmed. 1993;103(11):1407-14. Baumann MA, Schwebel T, Kriete A. Dental anatomy portrayed with microscopic volume investigations. Comput Med Imaging Graph. 1993 May-Jun;17(3):221-8. Black, GV. Descriptive anatomy oft he human teeth. 4th edition, Philadelphia: S.S. White Dental Manufacturing Company,1902 Carabelli, G. Systematisches Handbuch der Zahnheilkunde. Erster Band, Wien: Braumüller & Seidel, 1844 Davis SR, Brayton SM, Goldman M. The morphology of the prepared root canal: a study utilizing injectable silicone. Oral Surg Oral Med Oral Pathol. 1972 Oct;34(4):642-8. Djerassi I. Die Verästelung des apikalen Wurzelkanals nebst Folgerungen, die sich daraus ergeben. Verteljahresschr Zahnheilk 38, 297. 1922 Dowker SE, Davis GR, Elliott JC. X-ray microtomography: nondestructive three-dimensional imaging for in vitro endodontic studies. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 1997 Apr;83(4):510-6. Feiler, E. Korrosionspräparate und Wurzelbehandlung Dtsch Mschr Zahnheik 29, 742. 1911 Fischer G: Über die feinere Anatomie der Wurzelkanäle menschlicher Zähne. Dtsch Mschr Zahnheilkunde 25, 544. 1907
45
Flegler S, Heckman J, Klomparens K. Elektronenmikroskopie: Grundlagen – Methoden – Anwendungen, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin und Oxford. 1995 Goldman M, Pearson AH, Darzenta N. Endodontic success – who’s reading the radiograph? Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1972;33:432-437. Goldman M, Pearson AH, Darzenta N. Reliability of radiographic interpretations. Oral Surg Oral Med Oral Pathol 1974;38:287-293. Grande NM, Plotino G, Gambarini G, Testarelli L, D'Ambrosio F, Pecci R, Bedini R. Present and future in the use of micro-CT scanner 3D analysis for the study of dental and root canal morphology. Ann Ist Super Sanita. 2012;48(1):26-34. Grover C, Shetty N. Methods to study root canal morphology: A review. ENDO 2012 6:171-182. Hess, W. Zur Anatomie der Wurzelkanäle des menschlichen Gebisses mit Berücksichtigung der feineren Verzweigungen am Foramen apicale. Habilitationsschrift, Zürich: 1917 JOE Editorial Board. Root canal anatomy: an online study guide. J Endod. 2008;34(5 Suppl):e7-e16. Kishi Y, Kai K, Toris H, Tsumuraya Y, Takahashi K. Vascular architecture of the pulp in human teeth using resin cast examined under SEM. Shika Kiso Igakkai Zasshi. 1989 Feb;31(1):112-4. Klimm, W. Endodontologie: Grundlagen und Praxis. 1. Auflage. Dresden, Leipzig: Deutscher Zahnärzte Verlag, 2003 Klimm, W. Endodontologie: Lehrbuch für Studium und Beruf. 2. Auflage. Köln: Deutscher Zahnärzte Verlag, 2011 Koch, SW. Versuche zu Reifungs- und Mineralisationsvorgängen mit anorganischen und organischen Kalziumphosphat-Lösungen an Zahnhartgeweben, Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Zahnmedizin: 2003 Koenigs JF, Brilliant JD, Foreman DW. Preliminary scanning electron microscope investigations of accessory foramina in the furcation areas of human molar teeth. Oral Surg Oral Med Oral Pathol: 1974 Nov; 38(5):773-82 Kottoor J, Velmurugan N, Sudha R, Hemamalathi S. Maxillary first molar with seven root canals diagnosed with cone-beam computed tomography scanning: a case report. J Endod 2010;36:915-921.
46
Krause, R. Über die Herstellung durchsichtiger Präparate. Anat Anz (Ergänzungsband) 34, 133: 1909 Lee JH, Kim KD, Lee JK et al. Mesiobuccal root canal anatomy of Korean maxillary first and second molars by cone-beam computed tomography. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2011;111:785-791. Lenhossek von M. Makroskopische Anatomie zur genaueren Kenntnis der Wurzelkanäle. In: Scheff J: Handbuch der Zahnheilkunde. Hölder-Pichler-Tempsky A.-G., Wien G. Freitag GmbH, Leipzig: 1922 Loos, R. Topographie der Pulpahöhle mit Rücksicht auf die Präparation der Kavität. I Die Topographie der Pulpahöhle. Vjschr Zahnheilk 25, 40; Österr.-Ungar: 1909 Matherne RP, Angelopoulos C, Kulild JC, Tira D. Use of cone-beam computed tomography to identify root canal systems in vitro. J Endod 2008;34:87-89. Metzger Z, Teperovich E, Cohen R, Zary R, Paqué F, Hülsmann M. The self-adjusting file (SAF). Part 3: removal of debris and smear layer-A scanning electron microscope study. J Endod. 2010 Apr;36(4):697-702. Moral, H. Über Pulpenausgüsse. Dtsch Mschr Zahnheilk 32, 617: 1914 Mouyen, F. Apparatus for providing a dental rediographic image and intraoral sensor used therewith. US Patent 4593400: 1986 Jun 3 Mouyen F, Benz C, Sonnabend E, Lodter JP. Presentation and physical evaluation of RadioVisioGraphy. Oral Surg Oral Med Oral Pathol; 68(2):238-42: 1989 Aug Mozzo P, Procacci C, Tacconi A. A new volumetric CT machine for dental imaging based on the cone-beam technique: preliminary results. Eur Radiol 1998;8:1558-1564. Mueller, AH. Anatomy oft he root canals oft he incisors, cuspids and bicuspids oft he permanent teeth. J Am Dent Assoc 20, 1361: 1933 Patel S, Dawood A, Whaites E, Pitt Ford T. New dimensions in endodontic imaging: part 1. Conventional and alternative radiographic systems. Int Endod J;42:447-462: 2009 Paqué F, Zehnder M, De-Deus G. Microtomography-based comparison of reciprocating single-file F2 ProTaper technique versus rotary full sequence. J Endod. 2011 Oct;37(10):1394-7.
47
Peters, O.A. & Laib, A. & Rüegsegger, P. & Barbakow, F. Three-dimensional analysis of root canal geometry by high-resolution computed tomography. J Dent Res. 2000 Jun;79(6):1405-9. Pharaoah M, White SC. Oral Radiology: Principles and Interpretation. ed 6. St. Louis, MO: Mosby: 2009 Preiswerk, G. Die Pulpa-Amputation, eine klinische, pathohistologische und bakteriologische Studie. Öserr.-Ung Vjschr Zahnheilk 17, 145: 1901 Rathi S, Patil J, Jaju PP. Detection of Mesiobuccal Canal in Maxillary Molars and Distolingual Canal in Mandibular Molars by Dental CT: A Retrospective Study of 100 Cases. Int J Dent. 2010;2010:291276. Rödig T, Döllmann S, Konietschke F, Drebenstedt S, Hülsmann M. Effectiveness of different irrigant agitation techniques on debris and smear layer removal in curved root canals: a scanning electron microscopy study. J Endod. 2010 Dec;36(12):1983-7. Röntgen, W.C. Ueber eine neue Art von Strahlen. Würzburg: Physik.- medic. Gesellschaft: 1895. Rottenbiller, E. Zur Frage der Wurzelkanalramifikationen. Österr.-Ung. Vjschr Zahnheilk 34, 12: 1918 Saunders, RL. X-ray microscopy of the periodontal and dental pulp vessels in the monkey and in man. Oral Surg Oral Med Oral Pathol. 1966 Oct;22(4):503-18. SAUNDERS RL. X-ray microscopy of human dental pulp vessels. Nature. 1957 Dec 14;180(4598):1353-4. Schulze R, Haßfeld S, Schulze D et al. Dentale Volumentomographie (DVT) – S1-Empfehlung. Dtsch Zahnärztl Z 2009;64:490-496. Skidmore AE, Bjorndahl AM. Root canal morphology oft he human first molar. Oral Surg Oral Med Oral Pathol. 1971 Nov;32(5):778-84 Skillen, WG. Morphology of root canals. J Am Dent Assoc 19, 719: 1932 Tachibana H, Matsumoto K. Applicability of X-ray computerized tomography in endodontics. Endod Dent Traumatol: 1990 Feb;6(1):16-20. Takahashi, K. Vascular architecture of dog pulp using corrosion resin cast examined under a scanning electron microscope. J Dent Res. 1985 Apr;64 Spec
48
No:579-84. Tam A, Yu DC. Location of canal isthmus and accessory canals in the mesiobuccal root of maxillary first permanent molars. J Can Dent Assoc.: 2002 Jan;68(1):28-33. Türkheim, H. Die Verästelungen des apikalen Wurzelkanals. Vjschr Zahnheilk 39, 92: 1923 Wakkerman HL, Thé GS, Spanauf AJ. Plastic replicas as three-dimensional models of pulps. J Dent Educ.: 1975 Aug;39(8):544-6. Walton, RE. Endodontic radiographic techniques. Dent Radiogr Photogr 1973; 46: 51-59.
8. Internetquellenverzeichnis
http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/784/pdf/Doktorarbeit.pdf, S. 9/10
http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/784/pdf/Doktorarbeit.pdf, S. 9/10
http://edoc.ub.uni-muenchen.de/4766/1/Mueller-Stahl_Florian.pdf, S.18
http://de.wikipedia.org/wiki/Computertomographie; zugegriffen am 16.12.2012
http://www.itwissen.info/definition/lexikon/CMOS-Sensor-CMOS-sensor.html; zugegriffen
am 16.12.2012
http://www.gesund-durch.de/mrt-strahlenfreie-bilder-aus-dem-koerperinneren/; zugegriffen
am 02.11.2012
http://www.dresden-zahnarzt.de/zahnarzt-leistungen/dentale-volumentomographie.php,
zugegriffen am 19.12.2012
http://www.gesundheit.de/medizin/untersuchungen/untersuchungsmethoden/magnetresonanzt
omographie-vor-und-nachteile, zugegriffen am 19.12.2012
49
9. Danksagung
Bei der Bearbeitung dieses Themas durfte ich, wie schon zuvor bei der Erarbeitung der
Studienarbeit die umfangreiche Fachliteratur von Dipl.-Stom. Michael Arnold nutzen.
Dadurch erhielt ich erste tiefergehende Einblicke in die Historie und Gegenwart der
anatomischen Forschung. Weiterhin stand er mir als Zahnarzt während des Prozesses der
Umsetzung stets beratend zur Seite und half mir bei der Umsetzung der praktischen Arbeiten.
Ganz besonders bedanken möchte ich mich bei Dr. Frank Paqué aus der Universität Zürich
für die Bereitstellung des Zahnes mit besonderer Anatomie und die Bereitstellung der
elektronischen Daten der Mikro-Computertomographie.
Ganz herzlich möchte ich mich bei Dr. Gert Richter aus der Poliklinik für Zahnärztliche
Prothetik und Werkstoffkunde aus der Universitätsklinik Dresden bedanken. Er sorgte für den
unkomplizierten, schnellen und hilfreichen Zugang zum ESEM und weitere technische
Arbeitsmöglichkeiten.
Mein Dank gilt ebenso Dr. Holm Reuver, Zahnarzt aus Neustadt an der Weinstraße, für die
freundliche Bereitstellung des transparenten Präparates in Abbildung 17.
Darüber hinaus möchte ich bei meiner Begleitlehrerin Frau Kahrs bedanken für ihre
freundliche Betreuung der besonderen Lernleistung.
50
9. Eigenständigkeitserklärung
Ich erkläre hiermit, dass ich die besondere Lernleistung ohne fremde Hilfe angefertigt und nur
die im Literatur- und Quellenverzeichnis angeführten Quellen und Hilfsmittel genutzt habe.
01445 Radebeul
Datum: 15.12.2012
Name: Paula Arnold